JP2023140195A - 制御装置、レンズ装置、撮像装置、カメラシステム、制御方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】手持ち撮影において、所望のティルト効果によって、所望の被写体や物体面に対して、所望のピント面を構築可能な制御装置を提供すること。【解決手段】制御装置は、撮像素子を備える撮像装置、及び撮像素子の撮像面に対してピント面を傾けるための少なくとも一つの光学部材を含む光学系を備えるレンズ装置を有するカメラシステムに用いられる制御装置であって、指示された被写体に関する情報を取得する取得部と、指示された被写体に関する情報に基づくピント面を構築するための被写体の位置に関する情報を取得する制御部とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、レンズ装置、撮像装置、カメラシステム、制御方法、及びプログラムに関する。

従来、撮像光学系の光軸に対して傾いた物体面に対して全面的に良好にピントを合わせるようにピント面を傾けるティルト効果を有する光学系が提案されている。特許文献１には、ティルト効果を有するレンズユニット及びカメラ装置を備え、撮影範囲に設定された特定の領域ごとにティルト量を決め、所望のピント面によって被写体に合焦する監視カメラシステムが開示されている。

特開２０１９－９０９３１号公報

しかしながら、特許文献１のカメラシステムでは、カメラ装置の位置が変化すると、特定の領域ごとにティルト量を設定する必要がある。そのため、特許文献１のカメラシステムを用いて手持ち撮影を行う場合、所望のティルト効果を得られない恐れがある。

本発明は、手持ち撮影において、所望のティルト効果によって、所望の被写体や物体面に対して、所望のピント面を構築可能な制御装置を提供すること目的とする。

本発明の一側面としての制御装置は、撮像素子を備える撮像装置、及び撮像素子の撮像面に対してピント面を傾けるための少なくとも一つの光学部材を含む光学系を備えるレンズ装置を有するカメラシステムに用いられる制御装置であって、指示された被写体に関する情報を取得する取得部と、指示された被写体に関する情報に基づくピント面を構築するための被写体の位置に関する情報を取得する制御部とを有することを特徴とする。

本発明によれば、手持ち撮影において、所望のティルト効果によって、所望の被写体や物体面に対して、所望のピント面を構築可能な制御装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るカメラシステムの断面図である。 レンズ側ＣＰＵによる制御方法を示すフローチャートである。 カメラシステムの電気的構成図である。 シャインプルーフの原理の説明図である。 表示部の模式図である。 撮像素子を基準とする空間における被写体面を示す図である。 撮影者により指示された被写体位置を示す図である。 被写体面とする面を決定する方法の説明図である。 被写体面の位置ずれを示す図である。 図９の被写体面を互いに交差させた場合の図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るカメラシステム１の断面図である。カメラシステム１は、レンズ鏡筒（レンズ装置）２及びカメラ（撮像装置）３を有する。レンズ鏡筒２とカメラ３は、レンズ鏡筒２に設けられたマウント５とカメラ３に設けられた不図示のマウントを介して接続され、レンズ鏡筒２に設けられたレンズ側通信部１７とカメラ３に設けられたカメラ側通信部１８を介して互いに通信可能である。レンズ側通信部１７とカメラ側通信部１８にはそれぞれ、カメラ３からレンズ鏡筒２に電源を供給するための接点１００９，１０１０が含まれている。なお、本実施形態では、図１の上下方向（重力方向）をＹ軸方向、レンズ鏡筒２に含まれる光学系の光軸Ｏに平行な方向をＺ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向と直交する方向をＸ軸方向と定める。

カメラ３は、撮像素子１１０６、表示部１１０８、カメラ側ＣＰＵ１５、及びファインダー１６を有する。カメラ側ＣＰＵ１５が不図示のシャッタを制御することで、レンズ鏡筒２を通して結像した像を任意の時間だけ撮像素子１１０６に露光し、撮影することができる。表示部１１０８は、撮影画像や、カメラシステム１の各種設定を変更するための設定画面を表示する。本実施形態では、表示部１１０８は、カメラ３の背面に設けられ、タッチパネル機能を備える。撮影者は、ファインダー１６を覗き込むことで撮影画像の確認や視線入力を行うことができる。

レンズ鏡筒２は、光学系、ズーム操作環６、案内筒７、カム筒８、レンズ側ＣＰＵ９、及び絞り機構１１を有する。光学系は、１群レンズ２１、２群レンズ２２、３群レンズ２３、４群レンズ２４、５群レンズ２５、６群レンズ２６、７群レンズ２７、８群レンズ２８、９群レンズ２９、及び１０群レンズ３０を備える。本実施形態では、光学系に含まれる少なくとも一つのレンズ（光学部材）を移動させることで、撮像素子１１０６の撮像面に対してピント面を傾けるティルト効果と撮影範囲を移動させるシフト効果との少なくとも一方を得ることができる。各レンズは、カムフォロアを有する鏡筒により保持される。カムフォロアは、案内筒７に設けられた光軸Ｏに平行な直進溝とカム筒８に設けられた光軸Ｏに対して傾きを持つカム溝に係合する。ズーム操作環６が回転すると、カム筒８が回転し、各レンズのＺ軸方向の位置関係が変化する。これにより、レンズ鏡筒２の焦点距離が変化する。レンズ鏡筒２の焦点距離は、ズーム操作環６の回転量を検出する不図示のズーム位置検出部によって検出可能である。レンズ側ＣＰＵ００９は、絞り機構１１を制御することで、光学系の開口径を変化させる。

２群レンズ２２は、Ｚ軸方向へ移動することで合焦を行うフォーカス群（フォーカス部材）である。レンズ側ＣＰＵ９は、２群レンズ２２の移動量を検出する検出部からの検出信号を用いて、振動アクチュエータ３１を介して２群レンズ２２を制御する。

本実施形態では、６群レンズ２６と８群レンズ２８を光軸Ｏと直交する方向へ移動させることで、ティルト効果やシフト効果を得ることができる。具体的には、６群レンズ２６と８群レンズ２８を反対方向へ移動させると、ティルト効果を得ることができ、同じ方向へ移動させるとシフト効果を得ることができる。レンズ側ＣＰＵ９は、６群レンズ２６の移動量を検出する不図示の検出部からの信号を用いて、駆動部を介して６群レンズ２６を制御する。また、レンズ側ＣＰＵ９は、８群レンズ２８の移動量を検出する不図示の検出部からの信号を用いて、駆動部を介して８群レンズ２８を制御する。６群レンズ２６と８群レンズ２８を移動させる駆動部は例えば、ステッピングモータやボイスコイルモータ（ＶＣＭ）である。なお、レンズを倒す（回転させる）ことでティルト効果を得ることも可能である。

レンズ側ＣＰＵ９は、図１（ｂ）に示されるように、取得部９ａと制御部９ｂとを備え、レンズ鏡筒２の各構成部の動作を制御する。取得部９ａは、指示された被写体に関する情報を取得する。制御部９ｂは、指示された被写体に関する情報に基づく被写体面（ピント面）を構築するための被写体の位置に関する情報を取得する。なお、レンズ側ＣＰＵ９は、本実施形態ではレンズ鏡筒２内に搭載されているが、レンズ鏡筒２とは異なる制御装置として構成されていてもよい。また、カメラ側ＣＰＵ１５が取得部９ａと制御部９ｂの機能を備えるように構成されていてもよい。

図２は、レンズ側ＣＰＵ９による制御方法を示すフローチャートである。ステップＳ１では、取得部９ａは、指示された被写体に関する情報を取得する。ステップＳ２では、制御部９ｂは、指示された被写体に関する情報に基づく被写体面を構築するための被写体の位置に関する情報を取得する。

図３は、カメラシステム１の電気的構成図である。まず、カメラ３の内部の制御フローについて説明する。

カメラ側ＣＰＵ１５は、マイクロコンピュータにより構成され、カメラ３内の各部の動作を制御する。また、カメラ側ＣＰＵ１５は、レンズ鏡筒２がカメラ３に装着された場合、レンズ側通信部１７とカメラ側通信部１８を介して、レンズ側ＣＰＵ９との通信を行う。カメラ側ＣＰＵ１５がレンズ側ＣＰＵ９に送信する情報（信号）には、２群レンズ２２の移動量情報や、ピントずれ情報が含まれる。また、加速度センサ等のカメラ姿勢検出部１１１０からの信号に基づくカメラ３の姿勢情報が含まれる。更に、撮影者がピントを合わせたい所望の被写体を指示するＴＳ指示部１１０９からの信号に基づく被写体の被写体距離情報や、所望の撮影範囲（画界）を指示する撮影範囲情報等が含まれる。

レンズ側ＣＰＵ９がカメラ側ＣＰＵ１５に送信する情報（信号）には、レンズの撮像倍率等の光学情報や、レンズ鏡筒２に搭載されたズームや防振等のレンズ機能情報が含まれる。また、ジャイロセンサや加速度センサ等のレンズ姿勢検出部１００８からの信号に基づくレンズ鏡筒２の姿勢情報が含まれる。

電源スイッチ１１０１は、撮影者により操作可能なスイッチであり、カメラ側ＣＰＵ１５の起動、及びカメラシステム１内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給を開始させるために使用される。レリーズスイッチ１１０２は、撮影者により操作可能なスイッチであり、第１ストロークスイッチＳＷ１と第２ストロークスイッチＳＷ２とを備える。レリーズスイッチ１１０２からの信号は、カメラ側ＣＰＵ１５に入力される。カメラ側ＣＰＵ１５は、第１ストロークスイッチＳＷ１からのＯＮ信号の入力に応じて、撮影準備状態に入る。撮影準備状態では、測光部１１０３による被写体輝度の測定と、焦点検出部１１０４による焦点検出が行われる。

カメラ側ＣＰＵ１５は、測光部１１０３による測光結果に基づいて絞り機構１１の絞り値や撮像素子１１０６の露光量（シャッタ秒時）等を演算する。また、カメラ側ＣＰＵ１５は、焦点検出部１１０４により検出される光学系の焦点情報（デフォーカス量及びデフォーカス方向）に基づいて、２群レンズ２２の移動量（駆動方向を含む）を決定する。２群レンズ２２の移動量に関する情報は、レンズ側ＣＰＵ９に送信される。

本実施形態では、前述したように、６群レンズ２６と８群レンズ２８を光軸Ｏと直交する方向へ移動させることで、ティルト効果やシフト効果を得ることができる。カメラ側ＣＰＵ１５は、ＴＳ指示部１１０９によって指示された所望の被写体に対してピントを合わせるためのティルト駆動量を演算する。ＴＳ指示部１１０９は、本実施形態では、タッチパネル機能を備える表示部１１０８に含まれる。また、カメラ側ＣＰＵ１５は、現在の撮影範囲から、ＴＳ指示部１１０９によって指示された撮影範囲に変更するシフト駆動量を演算する。カメラ側ＣＰＵ１５は、取得した駆動量に関する情報をレンズ側ＣＰＵ９に送信する。６群レンズ２６と８群レンズ２８は、上述した駆動量に関する情報に基づいて制御される。

なお、ＴＳ指示部１１０９によって指示される被写体の数は、複数でもよい。仮に距離が異なる被写体が指示された場合でも、ティルト効果によって傾いた被写体面上に位置していれば、ピントを合わせることが可能である。また、ＴＳ指示部１１０９は、カメラ３ではなく、レンズ鏡筒２に設けられてもよい。また、ＴＳ指示部１１０９の機能を、カメラシステム１に既に設けられている操作部に割り当ててもよい。

カメラ側ＣＰＵ１５は、所定の撮影モードに設定されると、不図示の防振レンズの偏芯駆動、すなわち手振れ補正（防振動作）の制御を開始する。なお、レンズ鏡筒２が防振機能を有さない場合、手振れ補正（防振動作）は行われない。また、カメラ側ＣＰＵ１５は、第２ストロークスイッチＳＷ２からのＯＮ信号の入力に応じてレンズ側ＣＰＵ９に対して絞り駆動命令を送信し、絞り機構１１を予め取得した絞り値に設定する。また、カメラ側ＣＰＵ１５は、露光部１１０５に露光開始命令を送信し、不図示のミラーの退避動作や不図示のシャッタの開放動作を行わせる。なお、カメラ３がミラーレスカメラである場合、退避動作は行われない。更に、カメラ側ＣＰＵ１５は、撮像素子１１０６に被写体像の光電変換、すなわち露光動作を行わせる。

撮像素子１１０６からの撮像信号は、カメラ側ＣＰＵ１５内の信号処理部にてデジタル変換され、更に各種補正処理が施されて画像信号として出力される。画像信号（データ）は、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、及び光ディスク等の画像記録部１１０７に保存される。

表示部１１０８は、撮影時、撮像素子１１０６により撮像された画像を表示することができる。また、表示部１１０８は、画像記録部１１０７に記録された画像を表示することができる。

次に、レンズ鏡筒２の内部の制御フローについて説明する。フォーカス操作回転検出部１００２は、フォーカス操作環１９の回転を検出する。絞り操作回転検出部１０１１は、絞り操作環２０の回転を検出する。ズーム操作回転検出部１００３は、ズーム操作環６の回転を検出する。被写体記憶部１０１２は、ＴＳ指示部１１０９によって指示された被写体の、撮影範囲における空間上の位置（撮像素子１１０６を基準とする空間における位置情報）を記憶する。ここで、空間上の位置とは、被写体距離や、撮像素子１１０６を基準とする空間座標系の座標情報である。ＴＳ操作検出部１００１は、ティルト効果及びシフト効果を得るためのマニュアル操作部と、マニュアル操作部の操作量を検出するセンサとを含む。ＩＳ駆動部１００４は、防振動作を行う防振レンズの駆動アクチュエータと駆動アクチュエータの駆動回路とを含む。なお、レンズ鏡筒２が防振機能を有さない場合、上記構成は不要である。フォーカス駆動部１００６は、２群レンズ２２と移動量情報に応じて２群レンズ２２をＺ軸方向へ移動させる振動アクチュエータ３１とを含む。移動量情報は、カメラ側ＣＰＵ１５からの信号に基づいて決定されてもよいし、フォーカス操作環１９を操作することで出力される信号に基づいて決定されてもよい。電磁絞り駆動部１００５は、カメラ側ＣＰＵ１５からの絞り駆動命令を受けたレンズ側ＣＰＵ９からの指示に応じて、又は絞り操作環２０を介した撮像者の指示に応じて、絞り機構１１を指示された絞り値に相当する開口状態に変化させる。ＴＳ駆動部１００７は、カメラ側ＣＰＵ１５からの被写体距離、位置情報、及び撮影範囲情報に基づくレンズ側ＣＰＵ９からの指示に応じて６群レンズ２６と８群レンズ２８を移動させる。レンズ側ＣＰＵ９は、所望のピントを得るため、ＴＳ駆動部１００７とフォーカス駆動部１００６を最適に動作するように制御する。また、レンズ鏡筒２は６群レンズ２６と８群レンズ２８のシフト動作によって被写体距離が変わらなくてもピントが変化する光学特性を備え、該光学特性に合わせてＴＳ駆動部１００７とフォーカス駆動部１００６は最適に動作するように制御される。

なお、レンズ鏡筒２の内部には、レンズ側ＣＰＵ９に電気的に接続されたジャイロセンサが設けられている。ジャイロセンサは、カメラシステム１の角度振れである縦（ピッチ方向）振れと横（ヨー方向）振れのそれぞれの角速度を検出し、検出値を角速度信号としてレンズ側ＣＰＵ９に出力する。レンズ側ＣＰＵ９は、ジャイロセンサからのピッチ方向及びヨー方向の角速度信号を電気的又は機械的に積分して、それぞれの方向での変位量であるピッチ方向振れ量及びヨー方向振れ量（これらをまとめて角度振れ量という）を演算する。

レンズ側ＣＰＵ９は、上述した角度振れ量と平行振れ量の合成変位量に基づいてＩＳ駆動部１００４を制御して防振レンズ（不図示）を移動させ、角度振れ補正及び平行振れ補正を行う。なお、レンズ鏡筒２が防振機能を有さない場合、上記構成は不要である。また、レンズ側ＣＰＵ９は、ピント振れ量に基づいてフォーカス駆動部１００６を制御して２群レンズ２２をＺ軸方向へ移動させ、ピント振れ補正を行う。

ここで、レンズ鏡筒２において、レンズ側ＣＰＵ９は、ジャイロセンサからの出力に基づいて演算されたレンズ鏡筒２の振れや変位量に基づいて、ＴＳ駆動部１００７の制御を行う。例えば、カメラ３を手持ちで撮影する際に手振れが発生した場合、被写体に対して被写体面がずれる。しかしながら、カメラ３は、被写体記憶部１０１２に被写体の位置が記憶されているため、手振れを補正して被写体に被写体面を合わせ続けるＴＳ駆動部１００７の制御が可能である。ＴＳ駆動部１００７を制御するため、カメラ３に搭載された加速度センサの信号が使用される場合がある。なお、レンズ鏡筒２にジャイロセセンサに加え、加速度センサが搭載されていてもよい。

以下、図４を参照して、シャインプルーフの原理について説明する。図４（ａ）は、撮像面１２００に対して光学系１２０１の光軸が傾いていない場合のピントの合う範囲を示している。図４（ｂ）は、撮像面１２００に対して光学系１２０１の光軸が傾いている場合のピントの合う範囲を示している。シャインプルーフの原理とは、図４（ｂ）に示されるように、撮像面１２００と、光学系の主面１２０３とが交点１２０４で交わる場合、ピントの合う被写体面１２０２も交点１２０４を通るというものである。したがって、撮像面１２００に対して光学系１２０１の光軸が傾いている場合、シャインプルーフの原理により被写体の側のピントの合う範囲が決定される。撮影したい被写体が奥行きを持つ場合、その奥行きに沿うように被写体面１２０２を傾けることで、被写体の手前から奥までピントを合わせることができる。一方、光学系１２０１の主面１２０３を奥行きのある被写体の傾きと反対方向へティルトさせることにより、被写体の奥行き方向に対して被写体面１２０２を直角に近い角度で交差させることも可能である。この場合、ピントの合う範囲を極端に狭くすることができるので、ジオラマ風の画像を取得することができる。

本実施形態では、図４（ｃ）に示されるように、光学系１２０１の偏芯による像面倒れを利用することで、撮像面１２００を像面倒れθｉｍｇだけ倒すことなく、被写体面１２０２の傾きθｏｂｊを発生させる。しかしながら、光学系１２０１のみで被写体面１２０２の傾きθｏｂｊを発生させると、光学系１２０１の偏芯量が増え、構図ズレが大きくなる。そこで、偏芯時の収差変動が小さくなるように設計されたレンズを偏芯させることが好ましい。本実施形態では、ティルト効果を変更するために、被写体面の傾きを発生させる６群レンズ２６と偏芯時の収差変動を小さくする８群レンズ２８を偏芯動作させる。

以下、ティルト効果を用いた撮影について説明する。図５は、表示部１１０８の模式図である。表示部１１０８は、本実施形態では、タッチパネル機能を備え、ＴＳ指示部１１０９を含む。図５では、撮影シーンとして、いわゆる「物撮り」を想定しており、「物撮り」に応じた撮影モードが設定されている。被写体１３０２，１３０３，１３０４は、テーブルに置かれた、例えば食べ物やアクセサリー等である。被写体１３０２，１３０３，１３０４はそれぞれ撮影距離が異なるが、本実施形態のカメラシステム１は被写体１３０２，１３０３，１３０４の全てにピントを合わせる撮影、いわゆる「あおり撮影」を行うことが可能である。本実施形態では、撮影者は、表示部１１０８上で、ピントを合わせたい被写体をタッチ操作で指示する。このとき、取得部９ａは、指示された被写体に関する情報を取得する。制御部９ｂは、指示された被写体に関する情報に基づく被写体面を構築するための被写体の位置に関する情報を取得する。その後、制御部９ｂは、被写体の位置に関する情報を用いて取得される面に被写体面を合わせる（一致させる）ように、６群レンズ２６と８群レンズ２８を移動させることで、所望の被写体全てに合焦することが可能となる。

以下、６群レンズ２６と８群レンズ２８の移動により、被写体面を構築する方法について説明する。なお、被写体面は、完全な平面ではなく、多少の湾曲や凹凸があってもよい。

図６は、撮像素子１１０６を基準とする空間における被写体面５００を示す図である。カメラシステム１は、例えば赤外光を用いた不図示の焦点検出システムや撮像素子１１０６に搭載された焦点検出機能により、被写体１３０２，１３０３，１３０４のＺ軸方向の位置情報を取得可能である。また、撮像素子１１０６の撮像面における被写体１３０２，１３０３，１３０４の結像位置からＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報を取得可能である。このように、本実施形態では、撮影者が被写体をタッチ操作で指示することで、指示された被写体の位置に関する情報を取得可能である。取得された情報は、被写体記憶部１０１２に保存される。レンズ鏡筒２の不図示のメモリは、６群レンズ２６と８群レンズ２８の移動量及び移動方向と被写体面５００の光軸Ｏに対する倒れ量との関係を示す敏感度テーブルを記憶している。カメラ側ＣＰＵ１５やレンズ側ＣＰＵ９は、被写体記憶部１０１２に保存された位置情報と敏感度テーブルとを用いて演算を行い、演算結果に基づいて６群レンズ２６と８群レンズ２８を制御し、被写体面５００が構築される。なお、敏感度テーブルでなく、例えばレンズ移動量と被写体面５００の倒れ量との関係を所定の計算式で演算し、演算結果を用いて６群レンズ２６と８群レンズ２８を制御してもよい。また、６群レンズ２６や８群レンズ２８を徐々に移動させ、各被写体の合焦レベルを判定することで、被写体面５００を構築してもよい。

本実施形態では、図７に示されるように、撮影者により指示された被写体位置を示す３つの空間座標点Ｏ，Ａ，Ｂによって定義される面に被写体面５００を合わせる制御が行われる。ここで、空間座標点Ｏ，Ａ，Ｂの座標をそれぞれ、（ａ，ｂ，ｃ），（ｄ，ｅ，ｆ），（ｇ，ｈ，ｉ）とするとき、ベクトルＯＡ，ＯＢはそれぞれ、（ｄ－ａ，ｅ－ｂ,ｆ－ｃ），（ｇ－ａ,ｈ－ｂ,ｉ－ｃ）と表される。この場合、被写体面５００は、以下の式を用いて表わされる。

ｐｘ＋ｑｙ＋ｒｚ＋ｓ＝０
ｐ＝（ｅ－ｂ）（ｉ－ｃ）－（ｈ－ｂ）（ｆ－ｃ）
ｑ＝（ｆ－ｃ）（ｇ－ａ）－（ｉ－ｃ）（ｄ－ａ）
ｒ＝（ｄ－ａ）（ｈ－ｂ）－（ｇ－ａ）（ｅ－ｂ）
ｓ＝－（ｐａ＋ｑｂ＋ｒｃ）
また、ベクトルＯＡと空間座標点Ｂを通る面を、被写体面５００とする面としてもよい。この場合、撮影者は、表示部１１０８上で３つの被写体を指示する方法を用いてもよいし、他の方法を用いてもよい。例えば、被写体面５００の回転軸としてのベクトルを、表示部１１０８上で指を滑らせる、いわゆる「スワイプ」や「フリック」という操作方法で指示すると共に、空間座標点Ｂを指示してもよい。

また、平行又は一点で交わる二つの直線（ベクトル）を含む面を、被写体面５００とする面としてもよい。この場合、「スワイプ」によって２つのベクトルを指示すればよい。例えば、図７において、ベクトルＯＡ，ＯＢを指示すればよい。なお、ベクトルを指示する場合、Ｚ軸方向（奥行方向）は例えば、最初にタッチした位置の被写体と指を離した位置の被写体の２点を繋ぐように決定する方法を用いてもよい。

本実施形態では、空間座標点やベクトルをタッチ操作で指示するが、本発明はこれに限定されない。例えば、ＥＶＦを用いた視線入力、絞り操作環２０の回転操作、及び不図示のボタンやダイヤルを用いて指示を行ってもよい。

また、撮影者は、所望のボケ具合が得られるように、ライブビュー映像等を確認しながら、被写体面５００を決定する場合がある。図８は、被写体面５００とする面を決定する方法の説明図である。面５０１は、被写体面５００とする面を撮影者が設定する途中の面であり、空間座標点Ｏ，Ｂにはピントが合い、空間座標点Ａにはピントが合っていない面である。

本実施形態のカメラシステム１では、ピントを合わせる３点が指示されれば、前述のように被写体面５００を構築し、所望の被写体にピントを合わせた撮影が可能である。しかしながら、例えば、写真の上下をぼかして街並みや人物を撮影する、いわゆる「逆あおり撮影（ミニチュア撮影）」では、どこにピントを合わせ、どこをぼかすかが撮影者により決定される場合がある。その場合、撮影者が指示した空間座標点Ｏ，ＢによってベクトルＯＢが定義される。撮影者は、ベクトルＯＢを回転軸として面５０１が角度θｃｔｒｌだけ回転するよう指示する。撮影者は例えば、表示部１１０８上を指で往復スライドするタッチ操作を行うことで、面５０１を角度θｃｔｒｌだけ回転するよう指示することができる。また、ＥＶＦを用いた視線入力、絞り操作環２０の回転操作、及び不図示のボタンやダイヤルを用いて指示を行ってもよい。また、設定されたカメラ３の撮影モードに応じて自動で決定されてもよい。撮影者は、所望の被写体（空間座標点Ｏ，Ｂ）のピントを維持しながら、所望のボケ具合となる、面５０１に被写体面５００を合わせる。

図９は、カメラシステム１を手持ち撮影した場合において、手振れによって発生する被写体面５００の位置ずれを示す図である。手振れが発生すると、被写体面５００は被写体面５０２に位置ずれする。被写体面５００は、前述したように、撮像素子１１０６を基準とする空間におけるＸＹＺ軸で定義されるが、被写体面５０２は、ＸＹＺ軸とは異なるＸ’Ｙ’Ｚ’軸で定義される。

以下、被写体面５０２を被写体面５００に合わせる方法、すなわち手振れを補正する方法について説明する。図９では、説明の便宜上、被写体面を有限の平面として互いが交差していないように図示しているが、被写体面は無限に広い平面である。そのため、撮影者の手振れによってカメラシステム１に手振れ量Δθだけ手振れが生じた場合、図１０に示されるように、被写体面５００，５０２は互いに交差する。

前述したように、被写体面５００上の空間座標点Ｏ，Ａ，Ｂの座標はそれぞれ、（ａ，ｂ，ｃ），（ｄ，ｅ，ｆ），（ｇ，ｈ，ｉ）である。また、被写体面５０２上の空間座標点Ｏ’，Ａ’，Ｂ’の座標はそれぞれ、（ａ’，ｂ’，ｃ’），（ｄ’，ｅ’，ｆ’），（ｇ’，ｈ’，ｉ’）とする。ただし、手振れ前と手振れ後で座標軸は異なるが、各座標軸における値は同一である。すなわち、ａ＝ａ’，ｂ＝ｂ’，ｃ＝ｃ’，ｄ＝ｄ’，ｅ＝ｅ’，ｆ＝ｆ’，ｇ＝ｇ’，ｈ＝ｈ’，ｉ＝ｉ’である。

また、カメラシステム１は、レンズ姿勢検出部１００８からの信号を用いてＸＹＺ軸とＸ’Ｙ’Ｚ’軸の手振れ量Δθを認識することができる。そのため、カメラシステム１は、手振れ量Δθを用いて、空間座標点Ｏ’，Ａ’，Ｂ’を、ＸＹＺ軸における空間座標点として取得可能である。これにより、被写体面５０２上の各空間座標点を元の位置、すなわち被写体面５００上の各空間座標点に戻るよう制御することができるため、手振れを補正することができる。

なお、手振れ後の座標軸における空間座標点を元の座標軸における空間座標点に変換する場合、他の方法を用いてもよい。例えば、被写体面５００，５０２の式を用いて、交差する直線（交線、ベクトル）を算出する。３つの未知数ｘ，ｙ，ｚの３つに対して式は２つであるので、直線の方程式は以下の式で表される。

Ｘ＝αＹ＋β
上記直線を回転軸として、被写体面５０２を回転すれば、各空間座標点の軸方向ごとの計算をすることなく、被写体面５００に合わせる手振れ補正制御を行うことが可能である。ただし、この場合、被写体記憶部１０１２に保存された空間座標点Ｏ，Ａ，Ｂに空間座標点Ｏ’，Ａ’，Ｂ’が戻るわけではない。しかしながら、被写体面５０２が被写体面５００に重なる交差軸回りの回転制御によって、撮影者が指示した被写体にピントを合わせることができる。また、被写体面５００，５０２のなす角度を求めることで、被写体面５０２の回転量を決定することができる。また、回転軸は決まっているため、記憶されている空間座標点Ｏ，Ａ，Ｂの少なくとも一つに合うように制御を行ってもよい。

手振れによるカメラシステム１の位置の変動成分は、一般的に６種類（方向）（Ｘ，Ｙ，Ｚ軸の回転ずれが３方向、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸方向の位置ずれが３方向）である。手振れ量Δθは、図９では、Ｙ軸周りの回転ズレ量であるが、Ｘ軸又はＺ軸周りの回転ズレ量であってもよい。ただし、Ｚ軸周りの回転ズレにおいては、カメラシステム１から被写体（空間座標点）までの距離が変わらないため、手振れ量Δθを用いて空間座標点のＸ軸方向とＹ軸方向だけの計算を行い、被写体面を戻す制御を行ってもよい。

また、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の位置ずれでは、手振れ前後の被写体面が交差しないため、各軸方向の被写体距離が変わらない。そのため、各軸方向の位置ずれを計算し、手振れ補正制御を行うことができる。また、Ｚ軸方向の位置ずれでは、手振れ前後の被写体面は交差しないが、単純に被写体距離が変化しただけなので、フォーカスユニット１０を制御して所望の被写体面にピントを合わせ続けることができる。

なお、手振れ量が小さく、ピントずれが被写界深度の範囲内であれば、被写体面を戻す制御を実行しないようにしてもよい。

本実施形態では、被写体を数学的な「点」として捉えて被写体面を構築する。しかしながら、実際の被写体は通常、立体であり、被写体自身の中で被写体距離が異なる。そこで、１つの被写体から複数のピント位置を検出してもよいし、被写体全体にピントが合うエリア認識（被写体認識）の考え方を用いてもよい。

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、撮影者が複数の被写体を指示するだけで、所望の被写体面を構築、すなわち所望の撮影が可能となるため、作業時間を短くすることができる。また、手振れ補正制御も実行可能であるため、手持ち撮影においても快適な撮影を行うことが可能でなる。
［その他の実施例］
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ カメラシステム
２ レンズ鏡筒（レンズ装置）
３ カメラ（撮像装置）
９ レンズ側ＣＰＵ（制御装置）
９ａ 取得部
９ｂ 制御部
１５ カメラ側ＣＰＵ（制御装置）
２６ ６群レンズ（光学部材）
２８ ８群レンズ（光学部材）
１１０６ 撮像素子

Claims (14)

1. 撮像素子を備える撮像装置、及び前記撮像素子の撮像面に対してピント面を傾けるための少なくとも一つの光学部材を含む光学系を備えるレンズ装置を有するカメラシステムに用いられる制御装置であって、
   指示された被写体に関する情報を取得する取得部と、
   前記指示された被写体に関する情報に基づく前記ピント面を構築するための前記被写体の位置に関する情報を取得する制御部とを有することを特徴とする制御装置。
2. 前記制御部は、前記光学系の姿勢の変化に応じた前記光学系に対する前記被写体の位置ずれによるピントずれを補正するために、前記被写体の位置に関する情報を用いて前記少なくとも一つの光学部材を制御することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記光学系は、前記光学系の光軸に沿って移動することで合焦を行うフォーカス部材を含み、
   前記制御部は、前記ピントずれを補正するために、前記被写体の位置に関する情報を用いて前記少なくとも一つの光学部材と前記フォーカス部材とを制御することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
4. 前記被写体の位置に関する情報は、前記撮像素子を基準とする空間における位置情報であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の制御装置。
5. 前記被写体の位置に関する情報は、前記撮像素子を基準とする空間座標系の座標情報であり、
   前記制御部は、前記光学系の姿勢が変化する前の前記被写体の位置に関する情報に基づく第１面に対して、前記光学系の姿勢が変化した後の前記被写体の位置に関する情報に基づく第２面が一致するように、前記少なくとも一つの光学部材を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の制御装置。
6. 前記制御部は、前記第１面と前記第２面との交線を回転軸として前記第１面に対して前記第２面が一致するように、前記少なくとも一つの光学部材を制御することを特徴とする請求項５に記載の制御装置。
7. 前記光学系は、前記光学系の光軸に沿って移動することで合焦を行うフォーカス部材を含み、
   前記制御部は、前記第１面に対して前記第２面が一致するように、前記少なくとも一つの光学部材と前記フォーカス部材とを制御することを特徴とする請求項５又は６に記載の制御装置。
8. 前記被写体の位置に関する情報を記憶する記憶部を更に有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の制御装置。
9. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の制御装置と、
   撮像素子の撮像面に対してピント面を傾けるための少なくとも一つの光学部材を含む光学系とを有することを特徴とするレンズ装置。
10. 前記少なくとも一つの光学部材は、前記光学系の光軸に直交する方向へ移動することで、前記撮像面に対して前記ピント面を傾けることを特徴とする請求項９に記載のレンズ装置。
11. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の制御装置と、
    撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
12. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の制御装置と、
    撮像素子と、
    前記撮像素子の撮像面に対してピント面を傾けるための光学部材を含む光学系とを有することを特徴とするカメラシステム。
13. 撮像素子を備える撮像装置、及び前記撮像素子の撮像面に対してピント面を傾けるための少なくとも一つの光学部材を含む光学系を備えるレンズ装置を有するカメラシステムを制御するための制御方法であって、
    指示された被写体に関する情報を取得するステップと、
    前記指示された被写体に関する情報に基づく前記ピント面を構築するための前記被写体の位置に関する情報を取得するステップとを有することを特徴とする制御方法。
14. 請求項１３に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。